一、实验目的和要求
1.熟悉二苯碳酰二肼比色法测定六价铬的原理; 2.掌握六价铬测定技术。
二、二苯碳酰二肼比色法测定六价铬原理
在酸性溶液中,六价铬离子与二苯碳酰二肼反应,生成紫红色络合物,其最大吸收波长为540nm,吸光度与浓度的关系符合比尔定律。反应式如下:
3+
(C6H5NHNH)2CO+Cr6+→C6H5(NH)2CON2 C6H5+ Cr→紫红色络合物
(DPC) (苯肼羟基偶氮苯)
三、器材
1.分光光度计,比色皿(1cm、3cm)。 2.50ml具塞比色管,移液管,容量瓶等。 四、试剂 1.丙酮。
2.(l+1)硫酸。 3.(1+1)磷酸
4.0.2%(m/V)氢氧化钠溶液。
5.氢氧化锌共沉淀剂:称取硫酸锌(ZnSO4·7H20)8g,溶于100mL水中;称取氢氧化钠2.4克溶于新煮沸冷却的120ml水中。将以上两种溶液混合。 6.4%(m/V)高锰酸钾溶液。
7.铬标准贮备液:称取于120℃干燥2h重铬酸钾(优级纯)O.2829g,用水溶解,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。每毫升贮备液含100μg六价铬。。
8.铬标准使用液:吸取5.OOml铬标准贮备液于500mL容量瓶中,用水稀释至标线, 摇匀。每毫升标准使用液含1.00μg六价铬。使用当天配制; 9.20%(m/V)尿素溶液。 lO.2%(m/V)亚硝酸钠溶液。
11.二苯碳酰二肼溶液:称取二苯碳酰二肼(简称DPC,C13H14N4O)0.2g,溶于50mL丙 酮中,加水稀释至100mL,摇匀,贮于棕色瓶内,置于冰箱中保存。颜色变深后不 能再用。
12.待测样品 五、测定步骤 1.水样预处理
(1)对不含悬浮物、低色度的清洁地面水,可直接进行测定。
(2)如果水样有色但不深,可进行校正。即另取一份试样,加入除显色剂以外的各种 试剂以2mL丙酮代替显色剂,用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。 (3)对浑浊、色度较深的水样,应加入氢氧化锌沉淀剂并进行过滤处理。
(4)水样中存在次氯酸盐等氧化性物质时,干扰测定,可加入尿素和亚硝酸钠消除。 (5)水样中存在低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时,可将Cr6+还原为Cr3+ 此时.调节水样pH值至8,加入显色剂溶液,放置5min后再酸化显色,并以同 法作出标准曲线。 2.标准曲线的绘制:
取9支50mL比色管,依次加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.O0mL铬标准使用液,用水稀释至标线,加入(1+1)硫酸0.5ml和(1+1)磷酸O.5ml,摇匀。加 入2mL显色剂溶液,摇匀,5一10min后于540mm波长处,用lcm或3cm比色皿,以水 为参比。测定吸光度并作空白校正。以吸光度为纵坐标,相应六价铬含量为横坐标做 出标准曲线,并显示标准曲线公式。
水样的测定:取适量(含Cr6+少于50 μg)无色透明或经颈处理的水样于50mL比色管 中,用水稀释至标线,测定方法同标淮溶液。进行空白校正后根据所测吸光度从 标准曲线公式上算得Cr6+含量。 计算:
Cr(mg/L)=m/v
式中:m——从标准曲线上公式算得的Cr6+量(ug); V——水样的体积(mL)。
六、测定结果表 时间
待测样品编号 取样体积(ml) 吸光度 六价铬浓度/ mg/L 环境温度(℃) 报告人 6+
注意事项
1. 用于测定铬的玻璃器皿不应用重铬酸钾洗液洗涤。
2. Cr6+与显色剂的反应一般控制酸度在0.05—0.3mol/L(1/2 H2SO4)范围,以 0.2mol
/L 时显色最好。显色前,水样应调至中性。显色温度和放置时间对显色有影响,在15℃时,5—15min颜色即可稳定。
3. 如测定清洁地面水样,显色剂可按以下方法配制:溶解0.2g二苯碳酸二肼于 100mL95%
的乙醇中,边搅拌边加入1+9硫酸400mL。该溶液在冰箱中可存放一个月。用此显色剂,在显色时直接加入2.5mL即可,不必再加酸。但加入显色剂后,要立即摇匀以免Cr6
+
可能被乙酸还原。
思考题
1. 如何运用二苯碳酰二肼比色法测定水中总铬? 2. 二苯碳酰二肼比色法测定溶液铬的条件有哪些?
实验三 快速消解法测定化学需氧量COD
一、
实验目的
掌握化学需氧量的快速测定方法及原理。 二、
实验原理
本方法在经典重铬酸钾-硫酸消解体系中加入助催化剂硫酸铝钾与钼酸铵,同时消解过程是在加压密封下进行的,消解过后采用分光光度法。
本方法可以测定地表水、生活污水、工业废水的化学需氧量。因水样的化学需氧量有高有低,在消解时应选择不同浓度的消解液(参考表1)。
表1 不同浓度COD选择不同浓度的消解液
COD/(mg/L)
消解液中重铬酸钾浓度/(mol/L) 三、
主要仪器与试剂
<50 0.05
50-1000 0.2
1000-2500
0.4
(一)仪器
(1)具密封塞的加热管:25mL。 (2)分光光度计。 (3)消解装置。 (二)试剂
除另有说明外,所有试剂均为分析纯试剂。
(1)消解液:称取19.60g重铬酸钾,50.0g硫酸铝钾,10.0g钼酸铵,溶解于500mL水中,加入200mL浓硫酸,冷却后,转移至1000mL容量瓶中,用水稀释至标线。该溶液重铬酸钾浓度约为0.4mol/L[c(1/6 K2Cr2O7)=0.4mol/L]
另外分别称取9.8g、2.45g重铬酸钾(硫酸铝钾、钼酸铵称取量同上),按上述方法分别配制重铬酸钾浓度约为0.2mol/l、0.05mol/L的消解液,用于测定不同COD的水样。 (3)H2SO4-Ag2SO4催化剂溶液:称取8.8g分析纯Ag2SO4,溶解于1000mL浓硫酸中。 (4) 10%H2SO4:取50mL蒸馏水,缓慢加入10mL浓硫酸,冷却后定容至100mL。 (5)掩蔽剂:称取10.0g分析纯HgSO4,溶解于100mL 10%的硫酸中。 四、实验步骤
(一)水样的采集与保存:水样采集后,用硫酸将pH调至2以下,以抑制微生物活动。样品
应尽快分析,必要时应在4℃冷藏保存,并在48h内测定。 (二)测试步骤
1.检查装置是否设定为25min、160℃并进入平衡状态,打开分光光度计预热。
2.标准曲线的绘制:称取0.8502g邻苯二甲酸氢钾(基准试剂),用重蒸馏水溶解后,转移至1000mL容量瓶中,用重蒸馏水稀释至标线。此标准贮备液COD为1000mg/L。分别取上述标准贮备液5mL、10mL、20mL、40mL、60mL、80mL于100mL容量瓶中,加水稀释至标线,可得到COD分别为50mg/L、100mg/L、200mg/L、400mg/L、600mg/L、800mg/L及原液为1000mg/L标准使用液系列。准确吸取各标准液3.00mL,准确加入1.00mL掩蔽剂(不含氯离子的水样加10%硫酸1.00mL),3.00mL消解液,5.00mL催化剂,摇匀。旋紧密封盖,依次将消解管插入已到达160℃的装置恒温孔中,按“⑤”键启动时间,消解结束后发出蜂鸣信号,待冷却后,打开密封盖,用移液管在每支消解管中加入3.00mL蒸馏水,盖好密封塞,摇匀冷却后,将溶液倒入1cm比色皿中(空白按全过程操作),在600nm处以试剂空白为参比,读取吸光度。绘制标准曲线,并求出回归方程。
3.样品测定:准确吸取3.00mL水样,置于25mL具密封塞的加热管中,加入1mL掩蔽剂,混匀。然后再加入3mL消解液和5mLH2SO4-Ag2SO4催化剂溶液,旋紧密封塞,混匀。将消解管置于加热器中进行消解,消解后的操作与标准曲线绘制操作相同,读取吸光度,按下式计算COD:
COD(O2,mg/L)=A×F×K 式中:A----样品的吸光度; F----稀释倍数
K----标准曲线的斜率倒数。 五、实验数据整理
将实验数据记录于表2中,并根据COD标准曲线的回归方程计算出样品的COD含量。
表2 COD标准曲线
COD(mg/L) 吸光度 回归方程 相关系数R 六、注意事项:
1、测定高氯水样时,水样取完后,一定要先加掩蔽剂再加其它试剂,次序不能颠倒; 2、若出现沉淀时,适当增加掩蔽剂加入量。
250 200 600 800 1000 七、思考题
测定化学需氧量的快速消解法与重铬酸钾法有何区别?
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